新型继电保护和故障测距的原理与技术PDF电子书下载

第1章 故障信息与继电保护 1

1.1 引言 1

1.2 故障信息与故障分量 1

1.2.1 概述 1

1.2.2 故障分量 2

1.3 故障信息的获取与处理 11

1.3.1 故障信息的提取方法 11

1.3.2 内部和外部故障信息的提取方法 12

1.4 利用故障分量继电保护的发展前景 13

1.5 本章小结 14

参考文献 14

第2章 利用故障分量继电保护的检测原理 15

2.1 引言 15

2.2 利用故障分量的电流元件及电流保护原理 15

2.2.1 传统电流保护存在的问题 15

2.2.2 利用故障分量的电流保护 16

2.2.3 利用故障分量电流保护存在的问题及对策 17

2.3 利用故障分量的方向元件及方向性保护原理 18

2.3.1 传统方向保护存在的问题 18

2.3.2 利用故障分量方向元件的基本原理 19

2.3.3 利用故障分量方向元件的特点 20

2.3.4 方向判据及其算法 20

2.3.5 利用故障分量的方向元件 24

2.4 利用故障分量的电流纵联差动保护原理 24

2.4.1 概述 24

2.4.2 传统电流向量差动保护存在的问题 25

2.4.3 利用故障分量的电流向量差动保护原理 26

2.4.4 利用故障分量的电流相位差动原理 27

2.5 利用故障分量的距离元件 28

2.5.1 基本原理与判据 28

2.5.2 电压判据的动作分析 30

2.5.3 基于相量故障分量的距离元件 31

2.5.4 基于故障分量的对称分量距离元件 32

2.6 本章小结 35

参考文献 35

第3章 利用故障分量的选相元件 37

3.1 引言 37

3.2 对称分量选相元件 37

3.2.1 选相元件的基本原理及程序框图 37

3.2.2 过渡电阻对选相元件动作影响的分析 40

3.2.3 对对称分量选相元件的评价 42

3.3 模故障分量选相元件 42

3.3.1 故障特征分析 42

3.3.2 选相原理框图 45

3.3.3 对模故障分量选相元件的评价 45

3.4 相电流差工频变化量选相元件 46

3.4.1 基本原理 46

3.4.2 故障相的判别 47

3.4.3 动作分析 48

3.4.4 对相电流差工频变化量选相元件的评价 49

3.5 高压输电线路发展性故障判别元件 49

3.5.1 概述 49

3.5.2 对称分量法判别元件的基本原理及程序框图 49

3.6 系统振荡中的故障选相元件 52

3.6.1 在振荡中的误选相问题 53

3.6.2 基于故障点相间电压特征的选相元件 53

3.6.3 基于故障边界条件的选相元件 55

3.6.4 两种选相元件的评价 57

3.7 行波选相元件 58

3.7.1 基本概念 58

3.7.2 暂态行波的故障特征 59

3.7.3 选相原理 59

3.7.4 软件构成框图 60

3.7.5 基于小波变换模极大值的行波故障选相元件的仿真及评价 61

3.8 本章小结 61

参考文献 61

第4章 高压输电线路方向比较式纵联保护 63

4.1 概述 63

4.2 方向比较式纵联保护的构成原理 63

4.2.1 基本原理 63

4.2.2 继电保护信息及通道 64

4.3 利用故障分量的起动元件 77

4.3.1 基本原理 78

4.3.2 减小电网频率波影响的起动元件 79

4.3.3 防止系统振荡误动的起动元件 81

4.3.4 数字仿真 87

4.4 基于故障分量的方向元件 93

4.4.1 基本原理 93

4.4.2 基于故障分量方向的分类 93

4.4.3 动作性能分析与比较 93

4.4.4 正序故障分量及其计算方法 98

4.5 方向比较式纵联保护特殊问题的讨论 102

4.5.1 线路分布电容的影响 102

4.5.2 大电源侧电压灵敏度不足的问题 103

4.5.3 空载合闸故障线路的问题 104

4.5.4 防止振荡误动的问题 105

4.5.5 两相运行时的问题 105

4.6 本章小结 105

参考文献 106

第5章 输电线路电流纵联差动保护原理 107

5.1 引言 107

5.2 输电线路电流向量纵联差动保护 108

5.2.1 基本原理 108

5.2.2 不平衡电流的影响及其对策 108

5.2.3 典型动作判据的分析 112

5.2.4 输电线路分布电容电流的影响及对策 119

5.2.5 电容电流补偿 122

5.2.6 数字式电流纵联差动保护的采样同步 126

5.2.7 电流向量差动保护的实现 128

5.3 输电线路电流相位纵联差动保护 130

5.3.1 概述 130

5.3.2 线路两端故障分量电流相位的基本特征 130

5.3.3 相位比较式纵联保护的构成方案 133

5.3.4 正序故障分量电流相位比较式纵联保护 139

5.3.5 分相式故障分量电流相位纵联差动保护 141

5.4 本章小结 142

参考文献 143

第6章 六序故障分量及其在同杆双回线保护中的应用 145

6.1 概述 145

6.2 六序故障分量法 146

6.2.1 六序故障分量 146

6.2.2 同杆双回线的六序故障分量网络 149

6.3 复合序网法 149

6.3.1 同杆双回线故障的边界条件 150

6.3.2 六序网的序阻抗参数及其复合序网图 150

6.4 利用六序故障分量法分析同杆双回线故障 155

6.4.1 同杆双回线的六序故障分量特征 155

6.4.2 同杆双回线故障时的电流向量特征 158

6.5 利用六序故障分量选相的基本原理 164

6.5.1 同名跨线故障与其它类型故障的区别 165

6.5.2 单回线和非同名跨线故障中各类故障的识别 165

6.5.3 同名相跨线故障中各类故障的识别 168

6.5.4 故障相的识别 168

6.6 同杆双回线的故障测距原理 171

6.6.1 集中参数模型的同杆双回线故障测距原理 172

6.6.2 分布参数模型的同杆双回线故障测距原理 178

6.7 本章小结 178

参考文献 179

第7章 基于暂态故障分量的行波保护原理 181

7.1 概述 181

7.2 输电线路故障的行波过程 182

7.2.1 行波的基本概念 182

7.2.2 输电线路故障时的行波 184

7.2.3 波的折射与反射 187

7.3 行波故障信息的小波分析 189

7.3.1 行波中包含的故障信息 189

7.3.2 小波分析简介 190

7.3.3 利用小波变换提取行波中的故障信息 192

7.4 行波差动保护原理 195

7.5 行波判别式方向保护原理 197

7.6 行波极性比较式方向保护原理 199

7.6.1 方向比较式纵联保护 200

7.6.2 行波电流极性比较式纵联保护 205

7.7 行波幅值比较式方向保护原理 209

7.7.1 基本原理 209

7.7.2 动作判据 209

7.7.3 判据的实现 210

7.7.4 动作特性分析 211

7.7.5 行波幅值比较式方向保护的仿真试验 211

7.8 波阻抗方向继电器 212

7.8.1 基本原理 212

7.8.2 动作特性分析 214

7.8.3 对反射系数ρ和波阻抗Zc的分析 215

7.8.4 三相线路中的波阻抗继电器 215

7.8.5 波阻抗继电器的整定与特点 216

7.8.6 故障信号的小波表示和行波提取 217

7.8.7 基于小波变换的继电器算法 219

7.9 无通信全线速动行波保护原理 221

7.9.1 基本原理 222

7.9.2 行波特征分析 223

7.9.3 全线速动无通信行波保护的判据 226

7.9.4 仿真试验 227

7.10 测距式行波距离保护原理 229

7.10.1 概述 229

7.10.2 基本原理 229

7.10.3 基本要求 230

7.10.4 故障距离测量元件 231

7.10.5 行波距离保护Ⅰ段的实现 234

7.10.6 保护Ⅰ段 237

7.10.7 行波距离保护Ⅱ段 237

7.10.8 行波距离保护的原理方案 238

7.10.9 仿真试验 239

7.10.10 结束语 241

7.11 电流行波母线保护 242

7.11.1 基本原理 242

7.11.2 动作判据 243

7.11.3 影响因素分析 245

7.11.4 原理方案 246

7.11.5 仿真试验 247

7.12 本章小结 252

参考文献 253

第8章 输电线路的故障测距 256

8.1 概述 256

8.1.1 故障测距的意义和作用 256

8.1.2 对故障测距装置的基本要求 256

8.1.3 故障测距的分类 257

8.2 故障分析法 258

8.2.1 概述 258

8.2.2 单端量法 260

8.2.3 两端量法 285

8.3 行波法 301

8.3.1 行波法的发展 301

8.3.2 行波法的主要问题 303

8.3.3 A型行波测距法 306

8.3.4 D型行波故障测距原理 314

8.3.5 B型故障测距法的基本原理 317

8.3.6 C型故障测距法 318

8.3.7 F型和E型行波故障测距原理 324

8.3.8 现代行波故障测距系统举例 327

8.4 本章小结 331

参考文献 333

第9章 自适应继电保护原理 336

9.1 基本概念 336

9.2 自适应电流速断保护 337

9.2.1 传统电流速断保护的问题 337

9.2.2 自适应电流速断保护 337

9.3 自适应电压速断保护 343

9.3.1 传统的电压速断保护存在的问题 343

9.3.2 自适应电压速断保护 344

9.3.3 保护范围 344

9.3.4 自适应电压速断与传统电压速断的比较 345

9.4 自适应电流电压综合速断保护 346

9.4.1 基本原理 346

9.4.2 保护范围 347

9.4.3 自适应电流电压综合速断保护的动作分析 348

9.5 自适应过电流保护 354

9.5.1 传统过电流保护的问题 354

9.5.2 对自适应过电流保护的要求 355

9.5.3 自适应过电流保护的基本原理 355

9.5.4 自适应过电流保护的动作时限 356

9.5.5 自适应电流保护的实现 358

9.6 自适应电流向量纵联差动保护 360

9.6.1 基本思路 360

9.6.2 自适应动作判据 360

9.6.3 自适应分相电流差动保护判据性能分析 361

9.7 自适应组合式纵联保护 362

9.7.1 概述 362

9.7.2 基本要求 363

9.7.3 自适应组合式纵联保护的实现 364

9.8 自适应横联差动保护 368

9.8.1 传统的电流横联差动保护存在的问题 368

9.8.2 自适应横联保护原理 369

9.8.3 断线及开关偷跳的判别方法 371

9.8.4 非全相运行期间及二次故障时保证横联保护正确动作的措施 372

9.8.5 双回线解列运行的闭锁措施 373

9.8.6 试验结果 373

9.9 自适应距离保护 373

9.9.1 传统距离保护存在的问题及解决途径 373

9.9.2 自适应距离保护的基本原理 374

9.9.3 距离保护的自适应控制举例 374

9.10 本章小结 378

参考文献 379

第10章 自适应自动重合闸 380

10.1 概述 380

10.2 自适应单相自动重合闸 381

10.2.1 一相断开时断开相线路侧两端的电压的分析 381

10.2.2 瞬时故障与永久故障的判别方法 386

10.3 自适应三相自动重合闸 391

10.3.1 线路短路三相跳闸后的暂态过程分析 391

10.3.2 判别永久故障的方法 397

10.3.3 数字模拟试验 398

10.4 自适应分相重合闸 406

10.4.1 问题的提出 406

10.4.2 自适应分相重合闸的基本原理 406

10.4.3 自适应三跳分相重合闸 407

10.4.4 自适应选跳分相自动重合闸 411

10.5 本章小结 413

参考文献 413